Interaction of NPK fertilizers during their transformation in soils: Ⅲ. Transformations of monocalcium phosphate

Interactions of N, P and K fertilizers in soil-plant systems are widely recognized. This study focused on the transformations of monocalcium phosphate (Ca(H2PO4)2) (MCP) with co-application of ammonium and potassium fertilizers in three different soils. The results showed that after 1 d incubation a large portion of the MCP applied in the paddy,calcareous and red soils became the water-insoluble form and the recoveries of P applied as Olsen P varied greatly in these three soils. Application of ammonium sulfate ((NH4)2SO4) (AS) or potassium chloride (KC1) reduced WSP significantly in the soils with AS more effective than KC1 in the calcareous soil, while the reverse occurred in the red soil. Meanwhile, in the paddy soil, co-application of the two fertilizers reduced WSP more than when the fertilizers were applied individually. The co-application of AS with MCP in the paddy and calcareous soils significantly reduced Olsen P, but the opposite occurred in the red soil. The experiment on the effect of different accompanying anions showed that the ammonium fertilizers (PNC1 and PNS) reduced WSP more effectively than the corresponding potassium fertilizers (PKC1 and PKS) in the calcareous soil due to the difference of the cations, whereas in the red soil, the chlorides reduced WSP more effectively than the sulfates. Overall, co-application of ammonium or potassium fertilizers with MCP significantly decreased availability of P from MCP during its transformation in soils, especially when MCP was applied in combination with ammonium in the calcareous soil.     

《土壤学实验》教学改革的思考与体会

本文详细阐述了《土地学实验》教学改革的具体内容：通过更新实验教学观念，改革实验教学内容，将实验内容划分为基础型实验、提高型实验、研究创新型实验，将实验方式根据实验内容调整为灵活多样的实验方式，培养学生的创新能力与科研能力。     

杉木人工林土壤微生物对林分密度的响应

  目的  为研究不同密度杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤微生物对碳源的利用情况及土壤理化性质与微生物多样性的相关关系。  方法  运用Biolog微平板技术,对江西大岗山5种不同密度38年生杉木人工林（密度分别为1 667、3 333、5 000、6 667和10 000株·hm-2,造林前3 a抚育,后基本无人工干扰）土壤微生物的功能多样性进行研究,探讨了土壤微生物碳代谢对林分密度的响应及土壤理化性质与微生物碳代谢的关系。  结果  在杉木存活密度为2 600~4 600株·hm-2时,反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率较高。该密度范围下土壤微生物多样性高,适合有机质的分解和养分的转化与积累;不同密度杉木人工林土壤微生物对6种碳源的利用量不同,密度在2 600~4 600株·hm-2时,土壤微生物利用的主要碳源为糖类,其次为羧酸类和氨基酸类,但密度小于或超出这一范围时,土壤微生物对羧酸类的利用大于对糖类的利用;主成分分析结果显示:α-D-乳糖对土壤微生物的利用贡献最大,是杉木人工林中利用最多的物质;相关性分析结果显示:全氮和碱解氮与微生物多样性显著相关（P < 0.05）,是微生物利用碳源的决定性因素。  结论  综合考虑微生物碳代谢与土壤理化性质,符合杉木人工林可持续发展要求的理想林分密度为2 600株·hm-2。     

湿地围垦对土壤碱性磷酸酶动力学特征的影响

  目的  酶促反应动力学是揭示土壤养分转化的重要手段。探究围垦对土壤磷素转化及有效性的影响,以期为湿地养分转化效率及质量提升提供理论依据。  方法  采集洪泽湖河湖交汇区(光滩、芦苇Phragmites communis、杨树Populus和稻田)和崇明东滩湿地(光滩、互花米草Spartina alterniflora、芦苇和麦田)等不同覆被或土地利用方式的8种土壤,以碱性磷酸酶(ALP)为例,研究湿地围垦对酶促反应动力学特征的影响。采用单因素方差分析法比较不同土地利用下土壤ALP动力学参数的差异,并结合冗余分析探究土壤理化性质与动力学参数的相关性。  结果  洪泽湖湿地,无论是光滩自然演变为芦苇湿地,还是围垦芦苇湿地为杨树人工林或稻田,ALP动力学参数最大反应速率(V_max)和米氏常数(K_m)均增大,V_max增加13.0%~313.4%,K_m增加21.0%~50.8%。但酶的催化效率(V_max/K_m)在自然演替过程中下降25.0%,人为围垦利用后增大2.3倍。对崇明东滩湿地而言,光滩演变为芦苇湿地后,V_max和K_m分别增大7.0和6.2倍,V_max/K_m增大11.1%;芦苇湿地转变为麦田后,V_max、K_m和V_max/K_m分别减少54.8%、47.0%和13.3%。冗余分析结果显示:V_max/K_m与全氮(洪泽湖)和有机碳(崇明东滩)为正相关关系。  结论  光滩自然演变为芦苇湿地过程中,尽管ALP的总量增加,但酶与底物亲和力下降。围垦后的土地利用类型及管理方式可能对ALP的V_max/K_m产生显著影响。无论自然覆被还是围垦后的土地利用类型,提高土壤全氮和有机碳质量分数有利于ALP催化效率的提升。图1表3参43     

滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素

  目的  土壤水分是喀斯特石漠化地区植被恢复的关键因子,分析滇东南喀斯特小生境土壤水分差异性及其影响因素,可为喀斯特生态系统的恢复提供科学依据。  方法  以滇东南普者黑峰林湖盆区为研究区,选取石灰岩灌丛、清香木Pistacia weinmannifolia次生林、云南松Pinus yunnanensis人工林下的不同小生境(石沟、石坑、土面)为研究对象,分析小生境土壤水分的差异性及影响因素。  结果  ①各小生境的土壤水分季节性差异显著(P＜0.05),平均土壤含水率从高到低依次为石沟(42.24%)、石坑(41.63%)、土面(32.98%),并随着土层深度的增加而减少。②石灰岩灌丛进行自然和人工恢复后,小生境的土壤含水率增加,从高到低依次为清香木次生林(35.80%)、云南松人工林(31.67%)、石灰岩灌丛(29.36%),自然恢复优于人工恢复。③小生境土壤水分差异性受到生境类型、土壤性质、植被群落的影响,植被往往优先选择生境条件优越的石坑和石沟小生境。不同土层深度的小生境土壤水分差异性受到土壤性质和土壤优先流的影响。  结论  喀斯特石漠化地区进行植被恢复要结合植被群落和小生境类型,优先选择石沟和石坑小生境,自然和人工恢复相结合,以促进喀斯特生态系统的恢复和改善。图4表2参28     

施加石灰石粉和微生物肥料对发病山核桃林土壤化学性质和微生物群落的影响

  目的  揭示添加石灰石粉和微生物肥料对发病山核桃Carya cathayensis林土壤化学性质和微生物群落的影响。  方法  以死亡的山核桃林地土壤为试验对象,开展添加对照土（ck）、石灰石粉（LP）、芽孢杆菌Bacillus液（SL）、微生物复合肥（MCF）等处理的培养试验。分别在20、40、60、120 d时采集土壤样品,应用常规理化分析方法、定量PCR和变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）方法,分析不同处理对山核桃林土壤化学性质、微生物群落结构的影响以及添加的有益菌剂在土壤中的竞争能力和存活时间。  结果  LP处理提高了土壤pH值,但对土壤化学性质和微生物群落没有显著影响。SL处理和MCF处理显著（P < 0.05）增加了土壤有机质和碱解氮、有效磷和速效钾养分;SL处理提高了土壤pH值,短期内（60 d）提高了细菌和真菌的丰度,但微生物多样性降低;MCF处理降低土壤pH值,显著（P < 0.05）增加了土壤真菌的丰度,短期内（40 d）增加了细菌丰度,但细菌群落的多样性显著降低（P < 0.05）,真菌多样性增加不明显。DGGE图谱结果表明:MCF处理和SL处理添加的有益微生物有效时间长达120 d,能很好地发挥其促生长、增加有益菌的比例,调节土壤微生物群落结构的作用。  结论  MCF、SL和LP可明显改良山核桃林地土壤化学性状和提高土壤有益菌数量,可作为退化山核桃林地的土壤改良剂。     

针阔混交林中兴安落叶松比例对土壤化学性质和酶化学计量比的影响

  目的  研究不同比例兴安落叶松Larix gmelinii的针阔混交林土壤的化学性质和酶化学计量比。  方法  按照群落中兴安落叶松材积所占的不同比例(70%、75%、80%、85%、90%、95%),把调查的森林群落分为6种类型,分别监测了各类型群落0~5和5~20 cm土层的养分和生物化学性状等。  结果  分析的5种酶中酸性磷酸酶的活性最高,0~5与5~20 cm土层均值分别为463.74 nmol·g?1·h?1和312.91 nmol·g?1·h?1。在0~5 cm土层中,群落中兴安落叶松比例的增加对亮氨酸氨肽酶的活性有明显的促进作用,兴安落叶松比例为95%的群落亮氨酸氨肽酶活性比兴安落叶松比例为75%和85%的群落显著提高了 57.44%和59.40%。群落中兴安落叶松的比例也影响了土壤中酶的化学计量特征,当兴安落叶松比例达95%时,5~20 cm土层与氮、磷矿化相关的酶计量比显著高于兴安落叶松比例为80%和85%的群落(P_95%-80%=0.020, P_95%-85%=0.020)。与碳、氮矿化相关的酶计量比在兴安落叶松为95%的群落中最低。土壤的酶活性与土壤养分质量分数间呈现复杂的相关性,并随着土壤深度的增加而改变。在0~5 cm土层,土壤pH与葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性间存在显著的负相关(P_pH-BG=0.010, P_pH-NAG=0.030);在5~20 cm土层,亮氨酸氨肽酶(LAP)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)的活性与土壤全氮(TN)质量分数存在显著的正相关(P_LAP-TN=0.020, P_NAG-TN=2×10?4),酸性磷酸酶(AP)与土壤全磷(TP)质量分数间存在显著的负相关(P_AP-TP=0.020)。通过对上述变量进行冗余分析,发现土壤酶的化学计量比在0~5 cm土层主要受到土壤酸碱度的影响,在5~20 cm土层则主要受到土壤全氮和有效氮质量分数的影响。  结论  暖温带针阔混交林中兴安落叶松所占比例是调控土壤养分动态的一个重要生物因子,其调控作用的发挥则主要依赖于土壤中酶的活性及其化学计量特征。图4表4参41     

前言

《土壤学报》创刊至今已经60周年,它见证和记录了我国土壤科学的发展历程。《土壤学报》创刊之初,定名为《中国土壤学会会志》。随着土壤科学研究领域不断拓展、研究不断深入和队伍不断壮大,《土壤学报》也不断发展,1952年更名为《土壤学报》,从半年刊(1955~1956年)扩大到季刊(1957~2001年)再到双月刊(2002年至今)。目前,《土壤学报》在我国农学类科学杂志中占有重要的地位,而且还在介绍和传播环境科学、生态学、植物营养学、肥料学等学科的最新研究进展方面发挥了重要作用。本着记录土壤科学点滴发展、服务于我国广大土壤科学工作者的宗旨,在《土壤学报》创刊60周年之际,《土壤学报》编辑部特邀请了     

土壤有机碳储量估算与土地利用的关系研究

土地利用方式的变化在土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)积累的过程中起着非常重要的作用。目前在估算土壤有机碳储量的过程中,一直没有重视土地利用属性。运用基于土壤学专业知识的连接方法 (pedological professional knowledge-based method,PKB法),结合江苏省新沂县1∶20万土壤图,1∶20万土地利用图和1∶20万土壤类型土地利用混合图,估算了各图在不同土壤剖面点数情况下的新沂县SOC储量,并将三者在最佳剖面点数下估算出的SOC储量和SOC密度(SOCD)进行了比较及精度评价。结果表明:在土壤类型图、土地利用图和土壤类型土地利用混合图上进行的PKB法连接时最佳剖面点数均为397点,最佳网格为2 km×2 km;在中比例尺图件上进行PKB法连接估算SOC储量时,综合考虑土壤类型和土地利用类型可以大大提高估算精度,同时土地利用类型属性比土壤类型属性更为重要。研究结果可为在中比例尺条件下提高SOC估算精度提供科学依据。     

“数字土壤”——21世纪土壤学面临的机遇与挑战

本文在“数字地球”概念的基础上率先提出了“数学土壤”的概念以及两者间相互依托的密切关系 .深入浅出地论述了发展“数学土壤”是社会的迫切需求 ,也是学科发展的必然趋势 ;阐明了发展中国“数字土壤”已具备的基本条件和急需解决的热点问题 ;简要地描述了“数字土壤”在解决人口与资源、环境以及自然灾害等全球性问题上应具有的作用 ,指出为迎接“数字地球”的挑战 ,2 1世纪土壤学应不失时机地发展“数字土壤” ,尤其重要的是发展中国的“数字土壤”